钻头上环体的准位高度调整方法及其装置与流程

本发明涉及调整钻头上环体的准位高度的技术，特别涉及一种钻头上环体的准位高度调整方法及其装置。

背景技术：

周知，在印刷电路板(PCB)的制造过程中，除了要印制一层或多层导电膜来构成电路布局之外，还需要在印刷电路板的板体上钻设导电孔，以电镀导电金属，使印刷电路板层位间的导电膜得以连通形成导电回路。

目前，在进行印刷电路板的钻孔作业时，由于需要在印刷电路板上钻孔的数量多且进刀深度不一，因此采用电脑控制的钻孔设备以自动化加工的方式来进行钻孔作业。为了确保钻孔设备在取钻来进行镗钻板体时的镗钻精度，会先在钻头10上套设一环体20(如图1所示)，更具体的说，该钻头10包括有钻杆11及钻针12，该环体20是套设于钻杆11上的准位高度H处，该准位高度H是由环体20的底部21至钻针12的尖部121之间的绝对距离，通过该准位高度H能提供钻孔设备的夹爪13于取钻时，能以环体20的底部21作为基准面，来控制夹爪13取钻时的精度，并提供钻孔设备于镗钻进刀加工时，能以该准位高度H的绝对值，来控制镗钻印刷电路板23时的进刀精确深度(如图2所示)，因此，对于在钻杆11上套设环体20时的上环精度需求，变得极为重要。

且知，传统是以人工方式来进行钻头的上环作业，因而造成精度控制不易的问题，有业者开发出如中国台湾公告第448082号专利案公开了一种PC板钻孔专用钻头的精密自动上环法及其装置，是在一加工转台双侧设置进料区与排料区，并于转台的环周分别设置插钻区、推钻区、上环区、测径区、取钻区以及卸钻区，利用连贯式的自动化制程，取代人工完成精密上环的作业。

然而，上述装置为转台式的加工机具，是将作业区站配置于在弧线路径上，造成所需的占置空间较大，因此有业者开发出如中国台湾公告第M479810号专利案公开了一种钻头上环装置，该上环装置是在直线路径上配置作业区站的方 式，来取代传统将作业区站配置于在弧线路径上，能有效减少该上环装置所需的占置空间。

然而，该上环装置是通过先推钻下移、再顶钻上移的方式来调整环体20的底部21至钻针12的尖部121之间的距离至准位高度H，由于要耗费两道工序的关系，因此导致所需装置结构复杂，且工序多造成上环作业耗时。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的，旨在改善传统钻头上环体调整至准位高度时，需要使用到推钻下移及顶钻上移共两道工序，进而造成所需装置结构复杂且上环作业耗时的问题。

为了实现上述目的，并解决问题，本发明基于在准位高度固定的情况下，钻头耐久使用过程中，每当尖部钝化后必须再次研磨，且因钻头会越磨越短的特质，使得每当钻头再次研磨后，其高度小于准位高度，本发明即利用此特质，提供的一种钻头上环体的准位高度调整方法，其技术手段包括执行下列步骤：使用一驱动器在钻头的轴向依序提供二段式出力推顶钻头，以调整环体的底部至钻头的尖部的间距离至一准位高度；其中，该环体是以一摩擦力束持于钻头的杆壁，该二段式出力包括一第一段出力及一第二段出力，其中：该第一段出力小于所述摩擦力，使钻头及环体一起沿钻头的轴向移动，该环体接续挡持于该轴向上的一挡座，而使钻头及环体止动；该第二段出力大于所述摩擦力，使钻头由该止动的环体上接续移动，该驱动器并依据一感知器检知钻头的尖部移动至该准位高度时停止第二段出力。

在进一步实施中，该驱动器经由第一段出力与钻头接触，该环体经由第一段出力与挡座接触。

在进一步实施中，该第一段出力后且在还没第二段出力之前，该第一段出力仍作用钻头底部。

上述方法可以通过一种装置技术而获得实现，为此，本发明的一具体实施例在于提供一种复数并列板件之间的水平高度检测装置，其技术手段包括：一钻头，套设有一环体；一驱动器及一挡座，分别配置于钻头的轴向双端，该驱动器带动一推针棒沿钻头的轴向朝挡座移动，该挡座形成有一容置槽，该容置槽的宽度系大于钻头的直径及小于环体的外径；及一感知器，立置于该挡座旁侧以检知钻头的尖部。

在进一步实施中，该驱动器连接驱动一螺杆而带动推针棒沿钻头的轴向移动。其中该推针棒经由一套筒而接受螺杆的驱动，使推针棒沿钻头的轴向移动。

在进一步实施中，该推针棒经由一导杆的导引而沿钻头的轴向移动。

在进一步实施中，该感知器以平行于钻头轴向的方式而立置于挡座的旁侧。其中该感知器为一电荷耦合元件，该感知器经由一反射元件检知钻头的尖部。该反射元件为一三棱镜。

在进一步实施中，该环体是以一摩擦力的束持而套设于钻头上。其中该驱动器输出二段式出力，所述二段式出力包含依序输出的一第一段出力及一第二段出力，该第一段出力小于所述摩擦力，该第二段出力大于所述摩擦力。该第二段出力系接续第一段出力作用于钻头底部。

在进一步实施中，该准位高度调整装置配置于一环深补偿站内，且该环深补偿站坐落于一刃面检查站及一进出料站之间。

根据上述技术手段，本发明的优点是通过驱动器输出的二段式出力来推顶钻头，其中第一段出力能使环体受到挡座的挡持而导致钻头及环体停止移动，第二段出力能使钻头由止动的环体上移动，并凭借感知器检知钻头的尖部移动至准位高度时停止第二段出力，相较于传统的准位高度调整装置来说，因为只需使用到顶钻上移的工序，无需使用到推钻下移的工序，所以能减少上环作业所需耗费的工序及时间，并且简化所需装置结构的复杂度。

以上所述的方法与装置的技术手段及其产生效能的具体实施细节，请参照下列实施例及图式加以说明。

附图说明

图1是钻头上套设环体的剖示解说图；

图2是夹爪抓取钻头对印刷电路板进行镗钻加工的剖示解说图；

图3是本发明准位高度调整方法的步骤流程图；

图4是执行图3方法的配置示意图；

图4a是图4的放大剖示图

图4b至图4f分别是图4的动作示意图；

图5是本发明准位高度调整装置的立体示意图；

图6是图5的侧视图；

图7a至图7f分别是图6的动作示意图；

图8是本发明准位高度调整装置的配置示意图。

附图标记说明：10钻头；11钻杆；111杆壁；12钻针；121尖部；13夹爪；20环体；21底部；22顶部；23环壁；24印刷电路板；30驱动器；31推针棒；32螺杆；33套筒；34连轴器；35导杆；40挡座；41容置槽；50感知器；50a取像镜头；51反射元件；52背光源；60加工转台；61夹持器；71刃面检查站；72环深补偿站；73进出料站；80座体；F1第一段出力；F2第二段出力；f摩擦力；fmax最大静摩擦力；H准位高度；h初始高度；h1、h2间距；S1-S6实施例的步骤说明。

具体实施方式

本发明所提供的准位高度调整方法，用于调整如图1所示的环体底部21至钻头尖部121之间的距离，包括通过驱动器30在钻头10的轴向依序提供二段式出力推顶钻头10，进而调整环体20的底部21至钻头10的尖部121的间距离至准位高度H。

在具体实施上，请参阅图3，说明本发明的方法，包括下列S1至S6步骤：

步骤S1：开始推钻

请参阅图4，说明在钻头10的轴向分别配置有一驱动器30及一挡座40，该驱动器30能输出二段式出力以推顶钻头10朝挡座40的方向移动。依普通知识不难了解，当钻头10在经过多次的钻孔作业后，其尖部121会因磨耗而丧失钻孔精度，需要对尖部121进行研磨加工，使其尖部121回复钻孔精度，因此，钻头10具有越磨越短的特质，所以需要重新调整钻头尖部121至环体底部21之间的距离至准位高度H，以利于钻孔设备能精确的控制钻头10于钻孔作业时的进刀深度。此外，在本步骤中该钻头10底部至驱动器30之间的间距定义为h1，该环体20的顶部22至挡座40的间距定义为h2。

步骤S2：第一段出力推钻

请参阅图4b，说明该驱动器30在本发明中是指伺服马达，伺服马达能通过脉冲信号来控制转速进而调整所生成的推力值大小，如此使驱动器30能输出二段式出力，该二段式出力包含一第一段出力F1，该驱动器30能通过第一段出力F1推动钻头10及环体20沿钻头10的轴向朝挡座40移动进而接触到钻头10底部，也就是使驱动器30与钻头10底部之间的间距h1为0。

请接续参阅图4c，说明钻头10及环体20通过驱动器30所输出的第一段出 力F1推顶而沿钻头10的轴向朝挡座40移动，使环体20的顶部22与挡座40发生接触，也就是使环体20的顶部22与挡座40的间距h2为0。

该环体20是通过其环壁23与钻头10的杆壁111(如图4a所示)之间摩擦接触所生成的摩擦力f而束持于钻头10上；依此，驱动器30所输出的第一段出力F1在实施上必须小于所述摩擦力f(即F1<f)；进一步的说，所述摩擦力f可以更明确的表示为最大静摩擦力fmax，也就是说，第一段出力F1必须小于所述摩擦力f中的最大静摩擦力fmax，使得当第一段出力F1驱使环体20与钻头10同步移动，且在环体20受到挡座40挡持时，所述摩擦力f的最大静摩擦力fmax能够抵制第一段出力F1，使得第一段出力F1仍持续推顶作用钻头10的情况下，不会使钻头10与环体20之间发生走位或移动。因此，第一段出力F1的贡献在于吸收或消除图4中所示未知或不特定的间距h1及h2，使得通过第一段出力F1持续推顶作用钻头10，而能使环体20紧贴于挡座40上，以取得调整准位高度前的环体20的基准位置。

步骤S3：检知钻头初始高度

请参阅图4d，说明该环体20通过第一段出力F1推顶而紧贴于挡座40后，该挡座40旁侧设有一感知器50，该感知器50用以检知钻头尖部121至环体底部21之间的初始高度h，由于钻头10具有越磨越短的特质，因此钻头10的初始高度h小于准位高度H，将准位高度H与初始高度h相减所取得的差值能作为调整环体底部21至钻头尖部121的间距离时的依据。

步骤S4：第二段出力推钻

请参阅图4e，说明该驱动器30于第一段出力F1后接续输出第二段出力F2，该第二段出力F2在实施上是大于所述摩擦力f的最大静摩擦力fmax，使得束持于已止动的环体20内的钻头10，受到第二段出力F2的推顶作用而开始移动；依此，使得钻头10能通过第二段出力F2的推顶，而调整环体20底部21至钻头尖部121之间的初始高度h至准位高度H。

步骤S5：检知钻头尖部位置

请再次参阅图4e，说明当该钻头10通过第二段出力F2的推顶而在止动的环体20上移动时，能通过感知器50检知钻头10尖部121是否移动至准位高度H，所述准位高度H为一绝对值，该绝对值能提供钻孔设备作为取钻及钻孔时的依据，进而控制钻孔设备的加工精度。

步骤S6：停止推钻

请参阅图4f，说明当感知器50检知钻头尖部121移动到准位高度H时，该感知器50能发出驱动器可接收的信号，命令驱动器30停止输出第二段出力F2来推顶钻头10，使环体20底部21至钻头尖部121之间的距离由初始高度h调整为准位高度H，进而完成钻头10上的环体20位置的调整作业。

另一方面，请合并参阅图5、图6及图7a，说明本发明还提供一种钻头上环体的准位高度调整装置，使上述钻头上环体的准位高度调整方法可以容易地被实施。该钻头上环体的准位高度调整装置，包括一钻头10、一驱动器30、一挡座40及一感知器50。其中：

由上述可知，该钻头10上套设有环体20，该环体20是通过与钻头10之间摩擦接触所生成的摩擦力f而套设于钻头10上，所述摩擦力f可以更明确的表示为最大静摩擦力fmax，该钻头尖部121至环体底部21之间的距离为初始高度h，该初始高度h在实施上是小于准位高度H。此外，在本发明中，该钻头10的轴向是呈现出与地面垂直的状态。

该驱动器30在实施上是沿钻头10的轴向固定于一座体80的底部上，上述底部在实施上是指图面中座体80的下方。该驱动器30在实施上能带动推针棒31沿钻头10的轴向移动，进而推动钻头10跟着移动，进一步的说，该推针棒31是固置于一套筒33顶端，该套筒33螺组于一螺杆32上，而该螺杆32经由一连轴器34而连接驱动器30，当驱动器30带动螺杆32转动时，使套筒33沿螺杆32往复移动，进而带动推针棒31跟着往复移动。此外，该螺杆32旁侧设有一导杆35，该导杆35导持于套筒33的外壁，除能避免套筒33跟随螺杆32转动之外，并导引套筒33移动时的方向。

在具体实施上，该驱动器30可以是指伺服马达，该伺服马达能通过脉冲信号来控制转速进而调整所生成的推力值大小，如此使驱动器30能输出二段式出力，该二段式出力包含一第一段出力F1及第二段出力F2，该第一段出力F1是小于所述摩擦力f，该第二段出力F2是大于所述摩擦力f。

该挡座40在实施上是沿钻头10的轴向固定于座体80的顶部上，上述顶部在实施上是指图面中座体80的上方，该挡座40朝钻头10的方向凹陷形成有一容置槽41，该容置槽41的宽度大于钻头10的直径以及小于环体20的外径，使钻头10能插置于容置槽41内，而环体20被挡座40挡持在容置槽41外。进一步的说，该环体20是凭借与钻头10之间的摩擦力f而束持于钻头10上，使钻头10通过驱动器30输出的推力而移动至容置槽41内之后，环体20受到挡座 40的挡持而停止移动，当驱动器30输出的推力小于上述摩擦力f时(在此是指第一段出力F1)，导致钻头10跟着环体20停止移动，反之，当驱动器30输出的推力大于上述摩擦力f时(在此是指第二段出力F2)，使钻头10由止动的环体20上移动，以调整钻头尖部121至环体底部21之间的距离至准位高度H。

该感知器50在实施上是以平行钻头10轴向的方式而立置于挡座40旁侧的座体80上，该感知器50可以是指电荷耦合元件(CCD)，该感知器50具有一取像镜头50a，该感知器50能通过取像镜头50a检知钻头尖部121的位置，进而控制驱动器30停止推动钻头10，在实施上，当感知器50通过取像镜头50a检知钻头尖部121到达准位高度H时，该感知器50即发出脉冲信号使驱动器30停止输出推力，进而完成钻头10的准位高度H的调整作业。由于感知器50是采用垂直立置的方式固定于座体80上，因此相较于水平卧置的方式来说，能减少感知器50所需的占置空间。进一步的说，该感知器50至钻头10之间配置有一反射元件51，该感知器50能通过反射元件51以反射影像的方式来检知钻头尖部121的位置，该反射元件51可以是指三棱镜。更进一步的说，该挡座40旁侧还配置有一背光源52，该钻头10是坐落于反射元件51与背光源52之间，该背光源52能提供光源将钻头尖部121的影像通过反射元件51反射到取像镜头50a，使感知器50能检知钻头尖部121的位置。

根据上述配置，请接续参阅图7a至图7f，依序揭示本发明的动作解说图，说明该钻头10底部至推针棒31之间的距离为h1(如图7a所示)，该环体顶部22至挡座40之间的距离为h2，当驱动器30输出第一段出力F1来带动推针棒31沿钻头10的轴向移动时(如图7b所示)，使推针棒31与钻头10底部接触，通过推针棒31推动钻头10及环体20沿钻头10的轴向移动，当环体20接触到挡座40时(如图7c所示)，由于该第一段出力F1是小于所述摩擦力f的最大静摩擦力fmax，因此当环体20受到挡座40的挡持时，使钻头10及环体20停止移动，该驱动器30在输出第二段出力F2前，该驱动器30会持续输出第一段出力F1，使钻头10与环体20之间不会发生走位或移动的状况，接着，挡座40旁侧的感知器50通过取像镜头50a来检知钻头尖部121至环体底部21之间的初始高度h(如图7d所示)，作为调整环体底部21至钻头尖部121的间距离时的依据，然后，该驱动器30开始输出第二段出力F2(如图7e所示)，由于第二段出力F2是大于所述摩擦力f的最大静摩擦力fmax，以及环体20受到挡座40的挡持，因此使钻头10由止动的环体20上开始移动，并通过感知器50的取像镜头50a来 检知钻头尖部121的位置，当感知器50检知钻头尖部121到达准位高度H时，该感知器50就发送脉冲信号，控制驱动器30停止输出第二段出力F2(如图7f所示)，进而使钻头10跟着停止移动，完成本次将钻头尖部121至环体底部21之间的距离调整至准位高度H的作业。

请参阅图8，说明本发明的准位高度调整装置在实施上是配置于一加工转台60旁侧的环深补偿站72内，该环深补偿站72是介于刃面检查站71及进出料站73之间，该加工转台60呈放射状地间隔配置有多支夹持器61，该加工转台60上的夹持器61能夹持刃面检查站71内通过刃面检查的钻头10后，并凭借加工转台60的带动而旋移至环深补偿站72内调整钻头10上环体20的位置，然后再通过加工转台60的带动而旋移至进出料站73内出料。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。